高校材料科学与工程专业本科实验教学改革的思考

叶松周　萘王海

摘要：随着高等教育的不断发展以及新形势下工程专业卓越人才培养的需求，实验教学已成为高校培养人才的重要环节，其对于提高教学质量、培养学生动手实践能力与创新意识等方面具有重要意义，实验教学改革在高校教学管理体系中发挥着越来越重要的作用。本论文在深入分析了高校材料科学与工程专业目前本科实验教学存在的基本问题的基础上，从四个方面提出了试验教学改革的措施，最后予以了展望。

关键词：材料科学与工程专业；实验教学改革；本科教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）04-0131-02

一、引言

材料科学是一门以实验为基础的实践性与理论性紧密结合的学科，因而实验教学是实现素质教育和创新人才培养不可缺少的重要组成部分。实验教学能够把理论抽象的知识具体化，有助于学生对理论的深入理解，在培养学生的动手能力、科研能力和创新能力方面都具有理论教学不可替代的作用。因此，改善实验教学条件、与时俱进地丰富实验教学内容、提升实验教学的内涵，是高校实验教学改革应该长期坚持重要原则。实验教学改革的目的，就是要建立既满足大众化教育，又适应学生个性化发展，有利于学生能力培养的多层次、开放式的实验教学体系。深化实验教学体系改革，其核心是要针对实验教学中存在的问题，加强实验教学内容、形式和体系的建设。

二、实验教学中存在的普遍问题

目前高校的实验教学普遍存在如下几个问题：

1.实验教学处于从属地位的教学观念。同课堂教学相比，高校实验教学长期以来一直处于从属地位，往往实验教学课时量无法严格保证，实验教学被放在理论课程教学之后的次等位置，实验教学只是作为对理论课程的一种补充。由于实验教学处于从属地位的教学观念的影响，造成了实验教学师资队伍的不稳定，实验教师往往没有足够的时间和精力致力于实验教学的设计与革新。同时，由于实验教师队伍很少进行相应的培训和同行交流，很多新技术、新的管理理念也无法及时掌握。

2.实验教学内容陈旧、实验体系不连贯。高校中很多实验教学是沿用多年前的教学大纲，实验教学往往缺乏科学性及针对性，现有的很多实验教学内容已经很陈旧，无法满足对学生实验技能和实践能力的培养，而学校也没有形成相应的管理机制去促进实验教学革新。另一方面，本科实验体系需要具有连贯性，即从演示实验、預备实验、基础性实验、设计性综合实验到个性化实验的紧密衔接。现有的实验体系设置大多不具备这种连贯性，因而无法有效实现对学生基本能力、综合能力到科研和工作实践能力的层层递进的培养。

3.实验室设备配套不完善、经费投入不足。实验室仪器设备的配置是实验教学开展的基础和保障。现有的实验教学经费投入不能满足实验教学的需求，实验教学设备更新周期很长，严重影响了学生的实验。同时，由于缺少必要的经费，无法购买先进的仪器设备，也导致了教师在课堂教学时讲授的是先进的技术、新的设备和新方法，而学生到实验室所接触到的往往是一些过时、陈旧和落后的实验设备和实验手段这一突出的矛盾。另外，由于仪器的陈旧故障而导致配套数严重不足，学生分组实验往往超过合适的人数，严重影响了教学效果。

三、实验教学改革措施

高效率、高质量的开展实验教学改革是从本质上提高整体实验教学质量的必然之路，针对上存在问题，我们提出如下的改革措施：

1.正确认识实验教学，建设适应工程教育专业认证标准的实验课程体系。教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。针对材料科学与工程专业卓越人才培养的需求，建设适应工程教育专业认证标准的课程系统，健全和完善方向专业课程教学大纲，是培养达到行业认可的既定质量标准要求的工科专业毕业生的首要要求。因此，我们需要建立多层次、模块化、系统化的开放式实验课程体系。实验教学的主要目的应该是激发学生的学习兴趣和主观能动性，实验教学必须由过去的从属教辅地位转变为培养学生创新精神、创新能力、协作精神的重要教学方式。

2.提高实验教学师资队伍水平。实验教学师资队伍的水平是直接影响实验教学效果的关键因素之一，教师作为实验活动的直接参与者与组织着，不仅要熟悉与本学科基础知识体系相应的实验项目设置，还要把材料学科前沿的新知识、新内容融入到实验项目中去。因此，教师首先要努力提高自身水平从而适应新的实验教学要求，在教学过程中能够运用现代化的教育手段。另一方面，学校也应该切实提高实验教师的待遇，鼓励一线教师进行实验教学改革并提供必要的经费，提供参加相关研讨会交流的机会。学校也可以定期组织从事实验教学的教师进行交流切磋，为教师提供一个良好的教学平台，努力建设一支结构合理、责任心强、精力投入、勇于改革创新、能够适应新形势下实验室发展需求的高素质实验室队伍。

3.加大实验室经费投入，促进学科发展。为了满足新形势下培养工程专业卓越人才的要求，全面提高实验教学水平的物质基础，必须加大对实验室建设的经费投入力度，淘汰陈旧过时的实验设施，用现代化的仪器设备和先进的测试手段装备实验室，保证学生的实验需求。另一方面，学校在建立多渠道的实验室建设经费投入机制的同时，也避免资金投入的盲目性、随意性。在充分保障基础实验教学的基础上，不断改善实验设备的配置，是切实增强学生实验基本技能、设计与创新能力培养的重要保障。

4.增设多层次的设计性综合实验、培养学生的创新能力。设计性综合实验是指涉及到学科类多门课程或者跨学科的实验，通过运用多方面的理论知识、采用多种实验制备或测试方法获得符合设计要求的样品与数据。设计性综合实验的题目和实验内容一般由老师提出，需要学生自行拟定实验方案、实验和测试方法、选择实验仪器并完成实验、提交实验报告。设计性综合实验能够紧密地将理论教学与实验教学相结合，更有助于学生对各个知识点的深入理解和衔接，有助于培养和提高学生综合运用所学理论知识、实验方法和技能以及分析和解决问题的能力。此外，面向优秀的具较强创新意识的学生，可以提供更高层次的个性化实验项目。

四、结束与展望

高校实验教学改革需要大量人力、物力和财力的投入；也需要教师、实验技术人员和学生的共同参与。材料科学与工程专业开设实验课程的目的，不仅是要锻炼学生的动手操作能力，使学生的思维不仅局限于书本的理论知识和公式的推导，更重要的是有效提升学生根据实际的生产生活需要来设计制备材料的理念，拓展其思维空间，实现真正意义上的"卓越工程师"的培养。因此，通过实验教学改革，建设适应工程教育专业认证标准的实验课程系统和教学方式具有重要意义。

参考文献：

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